2。1。1 自保护药芯焊丝的保护机制 9

2。1。2 自保护药芯焊丝的制备 9

2。2 方案设计 11

2。2。1 堆焊工艺 11

2。2。2 金相组织观察 11

2。2。3 扫描电镜观察 12

2。2。4 硬度测试 13

第 3 章稀土 Ce 对铁基堆焊夹杂物的影响 13

3。1 夹杂物的金相分析 14

3。2 夹杂物的扫描电镜和能谱分析 16

3。3 夹杂物析出行为分析 19

3。4 稀土 Ce 对焊缝微观组织的影响 21

结论 25

致谢 26

参考文献 27

第 1 章 绪论

1。1  研究背景

堆焊技术在我国开始于 20 世纪 50 年代末，堆焊发展至今已经取得很明显的成 果。堆焊在我们的生活中有很大的作用。堆焊是指将具有一定使用性能的合金材料 借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面[1]，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢 复原有形状尺寸的工艺方法[2,3]。因此，通过堆焊可以节约资金，因为堆焊可以覆盖 在零件表面来对零件进行修复，对零件修复后可以大大提高零件的使用时间，这样 就可以延长零件的使用寿命。

堆焊技术的发展对我们的生活有重要的意义。目前堆焊技术的应用范围涉及农 业机械、矿山机械、石油化工机械、冶金机械、交通运输、原子能工程和航天工业 等部门[4,5]。堆焊可以达到增加零件的使用寿命并且降低制造成本的目的，具体的是 修复材料的失效部位以及可以覆盖在材料表面来强化材料。利用这一技术可以改变 零件表面的化学成分和组织结构，完善其性能，延长零件的使用寿命，具有重要的 经济价值[6,7]。

综上所述，了解并认识利用堆焊过程中组织和性能的特性对我们更好的使用堆 焊有很大的作用。但是堆焊过程中组织的变化会对材料产生很大的影响，堆焊过程 中组织的变化与堆焊母材、堆焊焊条、热处理条件等有很大的关系，特别是堆焊组 织中的夹杂物对堆焊材料的性能有重要影响。因此，为了更好的了解堆焊，更好的 为企业带来更高的经济效益，需要研究堆焊组织中的夹杂物对堆焊材料的影响。夹 杂物的种类、尺寸、形态、大小、含量、分布等都会对材料性能有很大的影响。其 中，稀土元素会对夹杂物的形成密切相关。因此本试验的主要目的是分析稀土元素 与夹杂物的尺寸、数量、形貌等之间关系。

稀土元素在堆焊过程中可以起到很大的作用：去除焊缝中的氢气以及降低焊缝 中硫的含量，这样可以较大程度地降低焊缝组织中夹杂物的数量，这样可以促进针 状铁素体形成，从而可以改善焊缝塑性和韧性。稀土元素在堆焊组织中可以促进硬 化相的形成，这样就可以增加堆焊层的硬度及耐磨性，耐磨性得到提高的主要原因 是稀土元素会促使碳化物在晶界聚集，聚集的碳化物会渐渐形成组织的骨架从而使

组织耐磨性得到提高。在药芯焊丝中加入稀土元素，焊缝组织的抗蠕变能力以及高 温稳定性会得到增强，同时焊缝的塑韧性得到强化，并且可以细化晶粒。本试验主 要的研究重点在堆焊组织中的夹杂物、基体组织、硬度和韧性。所以研究稀土元素 在堆焊过程中生成的夹杂物的情况很重要。